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Crashkurs zur Aussage und zur Nutzung des Periodensystems

Das Periodensystem, das für die Schule ausreicht, verzichtet auf die seltenen Erden. Die quetschen sich bei 57 La und 89 Ac unten ein und sind bedeutungslos.

Unsere Welt besteht überwiegend aus Verbindungen. Dahinter verstecken sich nur wenige Elemente. Nur diese Elemente stehen im Periodensystem. Im Schulperiodensystem geht das bis Element 105 Db .

Diese Zahlen 57 - 89 - 105 stehen unten links am Elementsymbol und heißen Ordnungszahlen. Die Ordnungszahlen wandern wie gelesene Schrift von oben links nach unten rechts von 1 bis 105 durch das Periodensystem.
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Oben links am Elementsymbol steht die Massenzahl. Mit ihr kann man die Masse auch von Verbindungen ausrechnen. CH4 z.B. wiegt 4 x 1 unit für die 4 H plus 12 unit für das C, also 16 u. Ja, die Gewichtseinheit der Massen der Elemente heißt unit = u .

Das Gewicht der Elemente entsteht, indem in ihnen soviele Protonen stecken, wie die Ordnungszahl sagt. C hat also 6 Protonen. Und dann stecken noch Neutronen drin. Die ergeben sich als Differenz: Massenzahl minus Ordnungszahl = Neutronenzahl. C hat also auch 6 Neutronen. Ein einzelnes Neutron wie Proton wiegt 1 u.

Senkrecht im Periodensystem stehen die Gruppen nebeneinander. Es gibt acht Hauptgruppen - zwei ganz links, sechs rechts. Dazwischen kommen die Nebengruppen.

Elemente einer Gruppe reagieren chemisch vergleichbar. Deshalb haben einige Gruppen seit Jahrhunderten Namen: 1 = Alkalimetalle, 2 = Erdalkalimetalle, 3 bis 5 wurden historisch nicht erkannt... 6 = Chalkogene, 7 = Halogene, 8 = Edelgase.

Die meisten Elemente im Periodensystem sind Metalle. Die sind nicht so spannend wie die Übergangselemente - C - P - Se - J - Rn , also eine Diagonale - und die Nichtmetalle - die liegen rechts von der Diagonale.

Der Bau des Periodensystems deckt sich mit den Außenelektronen der Elemente. Also im Periodensystem spiegelt sich der Atombau. Die Zahl der Außenelektronen ist entscheidend für chemische Reaktion.

Jedes Element hat im Grundzustand so viele Elektronen, wie es Protonen hat. Chemisch reagieren kann es aber nur mit der Zahl von Elektronen, die seiner Gruppennummer entspricht - das sind seine Außenelektronen. Die Alkalimetalle haben also ein Elektron zur Verfügung, die Halogene sieben. Edelgase mit ihren acht Außenelektronen reagieren chemisch nicht - die sind edel.

Metalle legieren sich in verschiedenen Mischungsverhältnissen. Aber sobald ein Nichtmetall dabei ist, entstehen „stöchiometrisch“ exakte Verbindungen: Das Element mit der geringeren Elektronegatvität gibt einige bis alle seiner Außenelektronen ab. Das Element mit der höheren Elektronegativität kassiert so viele Elektronen ein, dass es eine volle Außenschale mit acht Elektronen erreicht - wie die Edelgase.

Die Elektronegativitätswerte stehen rechts oben im Periodensystem, das im Unterricht ausgeteilt wird. Hier im Internet kommt ein Bild, bei dem man suchen muss, welches Element gemeint ist. 4,0 = F = das Halogen Fluor. Bei gleichem EN-Wert "gewinnt" das Element, das im PS weiter oben steht. Er übernimmt also die Elektronen des Partners, darf aber zumeist nicht mehr als 8 Außenelektronen haben.